中国东部中生代岩浆活动强烈，广泛分布与花岗岩、火山岩(中酸性岩)有关的热液型铀矿(陈培荣，2004；巫建华等, 2014, 2017a)，包括沽源-红山子、青龙-兴城、庐枞-栖霞、赣杭、武夷山、桃山-诸广、郴州-钦州、湘中、雪峰山-摩天岭9个热液型铀成矿带和满洲里-额尔古纳、扎兰屯、伊春、金寨、天目山5个铀成矿远景带(张金带等，2012；蔡煜琦等，2015)。沽源-红山子铀成矿带的铀矿主要赋存在早白垩世早期次火山岩与流纹岩-粗面岩组合的接触带和早白垩世次火山岩与晚侏罗世早期流纹岩-碱性流纹岩组合的接触带中(巫建华等, 2013, 2015, 2017a；彭啟辉等，2015；丁辉等，2016；黎伟等，2017)；青龙-兴城铀成矿带的铀矿主要赋存在早白垩世中期花岗岩中；庐枞-栖霞铀成矿带的铀矿主要赋存在早白垩世中期次火山岩与中侏罗世沉积岩的接触带中；赣杭铀成矿带的铀矿主要赋存在早白垩世早期次火山岩和流纹岩-粗面岩组合中(Yang et al., 2011, 2012；杨水源等，2012；陈正乐等，2013；巫建华等，2014；Wang et al., 2015；王洪作等，2016)；武夷山铀成矿带的铀矿主要赋存在中三叠世富城巨斑粗粒黑云母二长花岗岩、早侏罗世早期火山-沉积岩、早白垩世中期火山岩和次火山岩、晚白垩世早期火山岩和次火山岩中(孔兴功等，2000；于津海等，2007；董晨阳等，2010；冀春雨和巫建华，2010；任海涛等，2013；Wang et al., 2013；巫建华等，2014；王佳玲，2015；钟志菲和巫建华，2015；劳玉军等，2016)；桃山-诸广铀成矿带的铀矿赋存在三叠纪花岗岩、中侏罗世晚期-晚侏罗世早期花岗岩中(邓平等，2012；黄国龙等, 2012, 2014；单芝波等，2014；田泽瑾等，2014；兰鸿锋等，2016)；郴州-钦州铀成矿带的铀矿主要赋存在中侏罗世晚期-晚侏罗世早期花岗岩中；湘中铀成矿带的铀矿主要赋存在晚三叠世花岗岩的接触带中；雪峰山-摩天岭铀成矿带的铀矿赋存在晚三叠世花岗岩中(谢晓华等，2008；李妩巍等，2010)。综上所述，中国东部铀成矿带中酸性岩是广泛发育的，且大多具有A型花岗岩的特征，应当与地壳伸展减薄的地球动力学背景有关。

A型花岗岩最早是由Loiselle和Wones(1979)提出并定义其具有碱性(alkaline)、贫水(anhydrous)和非造山(anorogenic)的特征。在岩石类型上，A型花岗岩包括了从碱性花岗岩经碱长花岗岩到钾长花岗岩以及石英正长岩、更长环斑花岗岩和紫苏花岗岩等多种石英类型(许保良等，1998)；在矿物学上，A型花岗岩主要组成矿物为石英+(富Fe)镁铁质暗色矿物+碱性长石±斜长石；在化学成分，A型花岗岩富Si、Na和K，贫Ca、Mg和Al，ALK/Al₂O₃、TFeO/MgO和Ga/Al值高，富集Rb、Th、Nb、Ta、Zr、Hf、Ga、Y等高场强元素，贫Sr、Ba、Cr、Co、Ni、V等，稀土配分曲线大多呈燕式分布，具有显著的负Eu异常特征(张旗等，2012)。

全球A型花岗岩广泛分布，与A型花岗岩有关的矿化非常广泛，主要有铌、钽、锆、铪、钨、锡、钼、铋、铅、锌、银、汞、锑、铀等。中国东部中生代时期的热液型铀矿相对于全球而言具有其特殊性(余达淦等，2005)，同时A型花岗质岩石作为一类具有特殊成岩与成矿意义岩石已被越来越多的研究者所重视。因此，我们关心的是，与铀矿有关的花岗岩与全球A型花岗岩有什么区别，如何从A型花岗岩中识别与铀矿有关的花岗岩？为此，笔者采用大数据方法，从数据出发，查明数据之间是否存在某些关联关系，是否能够从某些关联关系中提取出有价值的信息？查明所有关联关系中是否存在某些因果关系，如何利用这些关系来确定来区分含铀矿与不含铀矿的花岗岩，如何利用这些关联关系提取进一步找矿的信息？从而为地质找矿提供信息。

大数据思维特点主要是对全部数据进行分析，而不是随机抽样；不过多追求精确性，而是重视数据的复杂性；更多挖掘数据的相关性，而不是因果关系(赵伟，2014)。因此，利用GEOROC(Geochemistry of Rocks of the Oceans and Continents)数据库(http: //georoc.mpch-mainz.gwdg.de/georoc/)收集全球花岗岩的地球化学数据资料(总共77122个)，而中国东部铀成矿带中酸性岩地球化学数据为项目组近几年的研究成果(部分数据未发表，共198个)(巫建华等, 2016, 2017b, 2017c；丁辉等，2016；夏应冰等，2016；解开瑞等，2016；张雅菲等，2016)。

数据清洗(Data cleansing)是指在数据集中发现不准确、不完整或不合理数据，并对这些数据进行修补或移除以提高数据质量的过程。此外，格式检查、完整性检查、合理性检查和极限检查也在数据清洗过程中完成(李学龙和龚海刚，2015)。值得注意的是，尽管数据清洗能提高数据分析的准确性，但是需要依赖较为复杂的关系模型，会加入部分主观判断。为了使得大数据研究中的基础数据尽可能保持其客观性，研究人员必须在数据清洗模型的复杂性和分析结果的准确性之间进行平衡，清洗过程应当尽量客观、公正，切忌主观臆测(李学龙和龚海刚，2015)。

本文主要是对全球A型花岗岩的数据进行清洗，首先删去H₂O，LOI大于7%和CO₂大于3%的数据；然后筛选SiO₂大于56%，同时满足Sr小于150×10^-6和Y大于1×10^-6的数据(如果没有Y，则选择Yb大于10×10^-6代替)，再在前面的基础上筛选出Sm/Eu大于10的数据；最终得到符合A型花岗岩标准的数据为6890个，其全球分布如图 1所示。

图 1

图 1 全球A型花岗岩分布简图 Figure 1 Distribution of global A-type granite

中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩的地球化学数据均值列于表 1，通过中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩的比值图(图 2)可以看出，CaO、P₂O₅、Sc、Rb、Sr、Mo、Pb和U明显高于全球A型花岗岩的均值，而Li、Be、Cr、Co、Ni、Cu、Nb、Sn和Ta则正好相反。Si-K和Si-(Na+K)图(图 3、4)表明，中国东部和铀矿有关的中酸性岩及全球A型花岗岩主要是偏碱性的。中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩均值的稀土配分曲线几乎一模一样(图 5a)，蛛网图也非常类似，仅Nb、Ta有不明显的负异常(图 5b)。在Sr-Yb图上(图 6)，中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩全部是富Yb和贫Sr的，没有任何埃达克岩的迹象，说明中国东部和铀矿有关的中酸性岩及全球A型花岗岩与地壳加厚无关，相反，显示了明显地壳减薄的趋势。相比之下，全球A型花岗岩绝大多数为南岭型的，而中国东部和铀矿有关的花岗岩虽然总体上落入南岭型范围，但是，仍然有少数落入浙闽型和广西型范围，其中广西型(Sr>300×10^-6)主要出现在相山横涧地区，说明该区的源区是富镁铁质和超镁铁质的源岩(张旗，2014)。从锆石饱和温度计来看，中国东部和铀矿有关的中酸性岩几乎都是高温花岗岩(平均温度890 ℃)(图 7)。

表 1

表 1 中国东部和铀有关的中酸性岩与全球A型花岗岩地球化学数据 Table 1 Geochemical date of intermediate-acid rocks associated with uranium mineralization in Eastern China and global A-type granite 化学成分 和铀矿有关的中酸性岩 全球A型花岗岩 比值 N 均值 中数值 N 均值 中数值 SiO2 198 71.70 72.38 6890 71.69 73.80 1.00 TiO2 198 0.34 0.32 6833 0.30 0.21 1.13 Al2O3 198 13.52 13.32 6841 13.50 12.90 1.00 Fe2O3 198 1.85 1.50 2101 2.07 1.63 0.90 FeO 198 1.33 1.04 1883 1.68 1.19 0.79 CaO 198 1.06 0.61 6825 0.79 0.63 1.34 MgO 198 0.35 0.23 6772 0.33 0.16 1.06 MnO 198 0.09 0.09 6752 0.11 0.06 0.86 K2O 198 5.13 5.34 6849 4.83 4.82 1.06 Na2O 198 3.12 3.09 6840 4.21 3.98 0.74 P2O5 198 0.11 0.07 6551 0.05 0.03 2.12 Li 190 28.93 25.99 442 43.68 30.00 0.66 Be 192 4.72 4.40 473 8.39 5.57 0.56 Sc 192 7.14 6.44 2900 4.32 3.00 1.65 V 187 14.10 4.39 4144 12.30 6.00 1.15 Cr 187 5.77 4.56 3947 10.22 4.00 0.56 Co 187 2.35 1.01 2488 9.91 2.00 0.24 Ni 187 2.33 2.04 3762 7.32 3.40 0.32 Cu 187 4.88 4.02 2747 15.68 6.00 0.31 Zn 187 91.42 76.67 4061 96.59 71.00 0.95 Ga 192 24.97 24.40 2643 23.67 22.00 1.05 Rb 198 259.98 228.98 6687 196.64 169.00 1.32 Sr 198 83.56 44.66 6890 38.06 29.40 2.20 Y 198 50.61 46.04 6705 66.19 53.00 0.76 Zr 198 453.06 348.85 6803 538.01 371.00 0.84 Nb 198 35.67 28.18 6382 84.33 40.00 0.42 Mo 192 5.49 1.44 565 3.86 3.00 1.42 Sn 122 5.09 4.64 467 9.85 7.00 0.52 Cs 192 9.15 6.11 1484 7.78 4.28 1.18 Ba 196 311.69 165.86 6346 360.11 184.00 0.87 La 198 69.80 70.35 4391 75.92 57.70 0.92 Ce 198 130.75 131.80 4452 151.40 116.00 0.86 Pr 198 15.87 16.33 1466 16.81 13.93 0.94 Nd 198 57.21 57.94 3404 59.91 49.38 0.95 Sm 198 10.82 10.90 2396 12.00 10.13 0.90 Eu 198 0.83 0.58 2205 0.65 0.50 1.27 Gd 198 9.36 9.14 1759 10.57 9.10 0.89 Tb 198 1.54 1.39 2012 1.84 1.58 0.84 Dy 198 9.16 8.49 1615 10.42 9.20 0.88 Ho 198 1.86 1.73 1452 2.14 1.89 0.87 Er 198 5.35 4.95 1595 6.19 5.30 0.86 Tm 198 0.87 0.80 1521 1.00 0.84 0.87 Yb 198 5.65 5.17 2316 6.70 5.67 0.84 Lu 198 0.83 0.74 2124 0.99 0.85 0.84 Hf 198 13.19 12.02 2052 13.70 10.92 0.96 Ta 197 2.99 2.34 1910 5.80 3.49 0.51 Pb 187 34.76 29.51 3519 24.01 20.00 1.45 Th 197 23.16 22.11 4296 24.35 19.60 0.95 U 198 9.12 5.27 2675 7.01 5.50 1.30 注：主量元素含量单位%，微量元素含量单位为×10-6；N为计算个数。

表 1 中国东部和铀有关的中酸性岩与全球A型花岗岩地球化学数据 Table 1 Geochemical date of intermediate-acid rocks associated with uranium mineralization in Eastern China and global A-type granite

图 2

图 2 中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩比值图 Figure 2 Elemental ratios of intermediate-acid rocks associated with uranium deposits in Eastern China against globlal A-type granite

图 3

底图据Peccerillo和Taylor(1976) 图 3 中国东部和铀有关的中酸性岩与全球A型花岗岩硅钾图 Figure 3 SiO2-K2O diagram of intermediate-acid rocks associated with uranium mineralization in Eastern China and global A-type granite

图 4

底图据Le Bas et al.(1986) 图 4 中国东部和铀有关的中酸性岩与全球A型花岗岩TAS图 Figure 4 TAS diagram of intermediate-acid rocks associated with uranium mineralization in Eastern China and global A-type granite

图 5

(a)标准化值据Taylor和Mclennan(1985)；(b)标准化值据Sun和McDonough(1989) 图 5 中国东部和铀有关的中酸性岩与全球A型花岗岩稀土配分曲线 Figure 5 Chondrite-normalized patterns of REE element, primitive-mantle normalized spider diagrams of intermediate-acid rocks associated with uranium mineralization in Eastern China and global A-type granite

图 6

据张旗(2014) 图 6 中国东部和铀有关的中酸性岩与全球A型花岗岩Sr-Yb图 Figure 6 Sr vs. Yb diagram of intermediate-acid rocks associated with uranium mineralization in Eastern China and global A-type granite

图 7

图 7 中国东部和铀有关的中酸性岩与全球A型花岗岩tZr-Zr图 Figure 7 tZr vs. Zr diagram of intermediate-acid rocks associated with uranium mineralization in Eastern China and global A-type granite

中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩的地球化学性质基本上类似，说明它们大体具有相同的成因和构造背景。共性很重要，但是，我们更关心它们之间是否存在某些区别。如果存在区别，有什么含义，是什么原因，对于铀矿成矿和找矿有什么意义？为此，笔者尝试采用大数据方法对中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩进行分析，得到的结果似乎是有一些启示的。下面介绍本文研究的初步成果。

笔者依据包含元素的样品数量大于总样品数量5%的原则，选定49个元素：11个主量元素、14个稀土元素及24个其他微量元素(表 1)。为了减少工作量，同时从图 2也可以看出CaO、P₂O₅、Sc、Rb、Sr、Mo、Pb和U明显高于全球A型花岗岩的均值，而Li、Be、Cr、Co、Ni、Cu、Nb、Sn和Ta则正好相反。选择前者作为分子，后者作为分母，得出72个元素对，对上述元素对以10为底的对数作比值图解，按照85%的置信区间绘制置信椭圆。需要说明的是，本文认为“A/B”与“B/A”效果及意义相同，因此在计算过程中仅保留了“A/B”的值。

上述计算结果获得元素比值图解2556个，从中优选出效果比较好的12个图解推荐大家使用。从图 8看，效果比较好的元素(包括氧化物)为Co、Ni、Cu、Nb、Ta、P₂O₅、Sr、Sc、Pb等。上述元素要么明显比全球A型花岗岩富集，要么明显亏损。如果亏损与富集的元素比值两两组合在一起，即可突出它们之间的差别。

图 8

图 8 中国东部和铀有关的中酸性岩与全球A型花岗岩判别图 Figure 8 Discrimination diagrams of intermediate-acid rocks associated with uranium mineralization in Eastern China and global A-type granite

从图 8看，中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩是区分不开的，原因很容易理解，因为中国东部和铀矿有关的中酸性岩基本上都是A型花岗岩，故应当投在全球A型花岗岩的范围内。但是，二者之间仍然有一些区别，这种区别可能是有意义的。

(1) 中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩的分布是重叠的，说明其属于A型花岗岩，落在全球A型花岗岩的范围。

(2) 中国东部和铀矿有关的中酸性岩落在全球A型花岗岩范围的一侧，暗示在地球化学特征上，其与全球A型花岗岩存在一些差别，虽然这种差别并非十分明显。这一点，从图 2已经看出，即中国东部和铀矿有关的中酸性岩相对全球A型花岗岩来说，亏损FeO、MnO、Na₂O、Li、Be、Cr、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Sn、Ta等，相对富集TiO₂、CaO、P₂O₅、Sc、Rb、Sr、Mo、Eu、Pb、U等。

(3) 对于上述判别图来说，上述元素如果由亏损和富集的元素两两组成元素对，显然会突出中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩之间的差别，从而表现出它们之间的某些差异。

(4) 中国东部和铀矿有关的中酸性岩分布在全球A型花岗岩的一侧，例如在横坐标P₂O₅/Ni、Sr/Nb、Pb/Ta、Sr/Ni、P₂O₅/Ta、P₂O₅/Co、Sc/Nb等值较高的一侧，在纵坐标Pb/Cu、Rb/Co、Pb/Co、Pb/Ni、Sr/Co等较高的一侧，说明中国东部和铀矿有关的中酸性岩相对全球A型花岗岩来说，富P₂O₅、Sr、Sc、Pb和贫Co、Ni、Cu、Nb、Ta的特征。

(5) 中国东部和铀矿有关的中酸性岩位于全球A型花岗岩范围的一侧，这是和铀矿有关的中酸性岩特征。因此可以推论，凡是投在上述判别图中红色置信椭圆范围内的花岗岩不一定与铀矿有关；但是，凡是与铀矿有关的花岗岩，至少绝大多数会投在红色置信椭圆范围内。这个推论不一定合适，但是，它似乎可以作为一个找矿标志来使用。例如，我们在另一个地方得到了一些A型花岗岩的数据，采用上述方法判断可知：①数据全部投在红色置信椭圆之外，则与铀矿无关；②数据全部投在红色置信椭圆之内，可能与铀矿有关，也可能无关；③数据部分投在红色置信椭圆范围内，部分投在置信椭圆外，则上述花岗岩不是属于同一类的(或不同时代的)。因此，对于今后的研究来说，只有投在红色置信椭圆范围内的花岗岩，才是对寻找铀矿有利的(可能与铀矿有关，也可能无关)，但是，投在红色置信椭圆之外的，肯定与铀矿无关。

上述讨论只是根据对上述判别图理解得出来的，不一定合适，仍然需要继续深入研究。

(1) 初步研究表明，中国东部和铀矿有关的中酸性岩与全球A型花岗岩具有大体一致的地球化学特征，中国东部和铀矿有关的中酸性岩具有A型花岗岩的特征。

(2) 在许多由元素比值构成的判别图中，中国东部和铀矿有关的中酸性岩位于全球A型花岗岩范围之内，且主要位于全球A型花岗岩的一侧，说明，它们之间既有共性又有差异性。主要体现在中国东部和铀矿有关的中酸性岩相对于全球A型花岗岩来说，更加亏损Co、Ni、Cu、Nb、Ta和富集P₂O₅、Sr、Sc、Pb等。

(3) 上述判别图说明，没有落在和铀矿有关的中酸性岩范围(图 8的红色置信椭圆)则与铀矿无关；落在红色置信椭圆范围内的可能与铀矿有关，也可能与铀矿无关；但是，和铀矿有关的一定落在红色置信椭圆范围。

致谢: 中国科学院地质与地球物理研究所张旗研究员在文章立题及撰写过程中给予具体思路和意见，中山大学焦守涛博士和西北大学刘欣雨博士在研究期间给予帮助，在此一并致谢!